Aço 42CrMo4 Técnico Visão geral

Visão geral técnica do aço 42CrMo4: Como um aço estrutural de liga amplamente utilizado, o 42CrMo4 (também conhecido pela norma EN 1.7225) é valorizado por sua resistência, tenacidade e temperabilidade. Com mais de 20 anos de experiência em forjamento, nós da Aobo Steel compreendemos o papel crítico que este material desempenha em aplicações de engenharia exigentes. Aqui está uma visão geral do seu perfil técnico.

1. Aço 42CrMo4 Composição Química

O desempenho do 42CrMo4 começa com sua composição química específica. Embora existam pequenas variações entre os padrões, a composição típica geralmente se enquadra nestas faixas:

• Carbono (C): 38% – 0,45% (Alguns padrões podem especificar 0,38% – 0,42%)
• Silício (Si):≤ 0,40% (frequentemente especificado como 0,10%- 0,40%)
• Manganês (Mn): 60% – 0,90% (Às vezes 0,50% – 0,80%)
• Cromo (Cr): 90% – 1.20%
• Molibdênio (Mo): 15% – 0,30% (os padrões ASTM frequentemente citam 0,15% – 0,25%)
• Fósforo (P):≤ 0,035% (Algumas especificações mais rigorosas exigem ≤ 0,025%)
• Enxofre (S):≤ 0,035% (Algumas especificações mais rigorosas exigem ≤ 0,025%)

Observação: A variante 42CrMoS4 Inclui uma adição controlada de enxofre (tipicamente 0,020% – 0,040%) especificamente para melhorar a usinabilidade. Confirme sempre a especificação exata necessária para a sua aplicação.

2. Aço 42CrMo4 Padrões Equivalentes

O 42CrMo4 é reconhecido internacionalmente sob diversas designações. Compreender esses equivalentes é crucial para o fornecimento e a especificação:

• PT: 42CrMo4 (Número do material: 1.7225)
• ISO: 42CrMo4
• ASTM/AISI (EUA): Comumente comparado a 4140 (G41400) e 4142 (G41420)
• JIS (Japão): SCM440 / SCM445
• GOST (Rússia): 38XM
• DIN (Alemanha): 42CrMo4
• BS (Reino Unido):  42CrMo4 / 708M40
• NF (França): 42CrMo4
• GB/T (China): 42CrMo (A30422) / 42CrMoH (A30425)

Aço Aobo pode fornecer 42CrMo4 de acordo com seu padrão requerido.

3. Tratamento térmico de aço 42CrMo4

Compreender as opções de tratamento térmico para o aço-liga 42CrMo4 é essencial para obter as propriedades mecânicas desejadas para aplicações específicas. A Aobo Steel possui vasta experiência com este material, e este guia descreve os processos comuns de tratamento térmico.

3.1 Condições iniciais de fornecimento

O aço 42CrMo4 normalmente é fornecido em condições específicas que influenciam o processamento subsequente. Compreender isso é o primeiro passo.

3.1.1 Condição recozida

O tratamento térmico é normalmente realizado entre 830 e 850 °C, seguido de resfriamento lento no forno. O tempo de espera depende da espessura da seção (por exemplo, 3 a 4 horas para seções padrão). Esse processo resulta em uma microestrutura mais macia (dureza máxima ≤ 217 HBW), ideal para usinabilidade antes de tratamentos posteriores.

3.1.2 Condição Normalizada

A normalização envolve aquecimento a 870-880 °C por 1 a 2 horas, seguido de resfriamento ao ar. Isso refina a estrutura do grão, criando uma base uniforme para tratamento térmico posterior. A dureza é tipicamente ≤255 HBW. Ocasionalmente, o revenimento a 480 °C (900 °F) ou mais ocorre após a normalização para reduzir o limite de escoamento, se necessário.

3.2 Têmpera e Revenimento (Têmpera e Revenimento – Q&T)

Para aplicações que exigem maior resistência e dureza, a têmpera e revenimento (Q&T) é o processo padrão aplicado ao 42CrMo4.

3.2.1 Têmpera (têmpera)

Esta etapa envolve o aquecimento do 42CrMo4 até sua temperatura de austenitização, geralmente de 850 a 880 °C. O tempo de imersão adequado nessa temperatura é crucial para uma estrutura austenítica homogênea. Posteriormente, o resfriamento rápido (têmpera) transforma a austenita em martensita dura.

A têmpera em óleo é padrão para o 42CrMo4, equilibrando a taxa de resfriamento com risco mínimo de distorção, especialmente para seções pequenas a médias. A têmpera em água pode ser usada para seções mais espessas para obter têmpera completa, mas aumenta o risco de trincas devido ao maior choque térmico. Classes semelhantes, como o 4140, também são tipicamente temperadas em óleo após a austenitização (845-925 °C / 1550-1700 °F).

3.2.2 Têmpera

A martensita temperada é dura, mas geralmente frágil demais para uso em engenharia. O revenimento é essencial para melhorar a tenacidade. Isso envolve o reaquecimento do aço temperado a uma temperatura específica abaixo de Ac1 (tipicamente 450-650 °C), mantendo-se por um período determinado (por exemplo, 2 horas) e, em seguida, resfriando-o (geralmente ao ar ou em óleo).

A temperatura de revenimento escolhida controla diretamente o equilíbrio final das propriedades mecânicas:

• Baixas temperaturas (por exemplo, 450°C): Essas temperaturas maximizam a dureza e a resistência, tornando-as adequadas para aplicações de alta resistência ao desgaste.
• Temperaturas intermediárias (por exemplo, 500-600°C): Oferece uma combinação equilibrada de alta resistência e boa tenacidade, comum em componentes como engrenagens e eixos. O revenimento a 580 °C após têmpera em óleo a 850 °C pode atingir resistência à tração ≥1100 MPa e limite de escoamento ≥950 MPa.
• Altas temperaturas (por exemplo, 650°C): Produzem menor resistência e dureza, mas melhoram significativamente a ductilidade e a tenacidade ao impacto.

Observação: O revenimento na faixa de 230-370 °C (450-700 °F) geralmente deve ser evitado para o 42CrMo4, semelhante ao aço 4140, devido ao risco de "fragilidade azul", que pode reduzir a tenacidade.

3.3 Técnicas de endurecimento de superfície

Aplicações específicas podem se beneficiar do endurecimento da superfície para melhorar a resistência ao desgaste, mantendo a tenacidade do núcleo.

3.2.3 Têmpera por indução

Este processo aquece rapidamente a camada superficial usando um campo eletromagnético até a temperatura de austenitização, seguido de têmpera imediata (geralmente em emulsão). Uma têmpera a baixa temperatura (por exemplo, 150-180 °C) pode ser realizada para aliviar a tensão sem reduzir significativamente a dureza superficial (potencialmente ≥56 HRC). A têmpera por indução bem-sucedida do 42CrMo4 pode atingir uma dureza superficial em torno de 670 Hv.

3.2.4 Nitretação e Boronização

Para maior dureza superficial e resistência ao desgaste, processos como nitretação ou borização podem ser aplicados após o tratamento Q&T primário. Esses tratamentos termoquímicos modificam a composição da superfície para criar camadas extremamente duras.

4. Propriedades mecânicas do aço 42CrMo4 (condição temperada e revenida)

No estado temperado e revenido (Q+T), o 42CrMo4 apresenta excelente desempenho mecânico. Os valores típicos após têmpera em óleo (850 °C) e revenimento (580 °C) podem incluir:

• Resistência à Tração (Rm): ≥ 1100 MPa
• Limite de escoamento (ReL): ≥ 950 MPa
• Alongamento (A): ≥ 12%
• Resistência ao impacto (KV/KU ou aK): Os valores dependem do método de teste, mas boa tenacidade é característica (por exemplo, ≥ 80 J/cm²).

Lembre-se de que as propriedades finais dependem diretamente dos parâmetros específicos do tratamento térmico utilizados.

5. Aplicações comuns

A combinação de resistência, tenacidade e resistência ao desgaste torna o 42CrMo4 adequado para uma ampla gama de componentes exigentes:

• Construção de máquinas: Peças altamente estressadas, como engrenagens, eixos, bielas, virabrequins e parafusos de alta resistência.
• Ferramentas: Moldes plásticos de grande e médio porte, estruturas de moldes, matrizes de forjamento (dependendo das demandas da aplicação), matrizes de recalque a frio.
• Outro: Cilindros de gás de grande volume e componentes que exigem alta resistência à fadiga.